PDF《不同电解质对牛粪生物质炭中腐殖酸吸附–解吸的影响①》

1 材料与方法 1.1 供试材料 本试验以牛粪为生物质炭的制备原料, 供试牛粪 来自云南省楚雄州牟定县龙丰村旱地. 生物质炭制备 方法:牛粪经风干,破碎至

2 ~

4 cm,装入铝盒中, 放入可编辑气氛保护箱式炉(SRJX-4-13, 北京市永光 明医疗仪器有限公司),在通入氮气保护的情况下, 以8℃/min 的速率升温, 热解温度为

600 ℃, 慢速热 解2.5 h.随炉自然冷却至室温后取出,研钵研磨, 过100 目筛,贮存. 1.2 腐殖酸溶液的配制 称取

1 g 的商品 HA(生化试剂),加入一定量的 第1期黄惠群等:不同电解质对牛粪生物质炭中腐殖酸吸附-解吸的影响

101 http://soils.issas.ac.cn 去离子水和 NaOH 溶液使其逐渐溶解, 配制成

1 L 的HA 溶液, 放置

24 h, 再用 HCl 调节 pH 为7, 过0.45 μm 滤膜后待用. 取10 ml 储备液, 进行总有机碳(TOC) 含量的测定,并以 TOC 含量表示 HA 含量,配制成 HA 储备液,于冰箱中冷藏备用. 1.3 试验方法 1.3.1 等温吸附试验 称取过 0.2 mm 的牛粪生物 质炭 0.5 g 于离心管中并称重(W1),按照 1U25 的样 液比分别将含腐殖酸为

0、

10、

20、

40、

60、

80、

100、

120、140 mg/L 的溶液

25 ml(分别以 0.01 mol/L 的NaCl、Na2SO

4、Na3PO4 作背景电解质,再加几滴氯 仿以防止微生物繁殖), 用HCl 和NaOH 调节溶液 pH 为7,放于

25 ℃ 恒温箱中持续振荡

24 h,于8000 r/min 条件下离心

10 min 并过滤,测定滤液中的腐殖 酸浓度并计算含量,每个处理

3 次重复,在UV254 下测其吸光度[15] . 1.3.2 等温解吸试验 取浓度为

10、

20、

40、

60、

80、

100、

120、140 mg/L 的上述样品,将含有分离 出上清液的离心管称重(W2), 计算残留液中含腐殖酸 量(W2-W1),然后分别加入 0.01 mol/L 的NaCl、 Na2SO

4、Na3PO4 溶液

25 ml,放置于

25 ℃ 恒温箱中 持续振荡

24 h,于8000 r/min 条件下离心

10 min, 倾倒上清液并过滤,测定上清液腐殖酸浓度.根据吸 附平衡后的浓度、残留液体积计算腐殖酸的解吸量. 每个处理

3 次重复. 1.4 测定方法 生物质炭表面形态结构采用扫描电子显微镜 (SSX-550,日本岛津)进行观察测定;

生物质炭元素 含量采用元素分析仪(Vario Macro cube , 德国Elementar)及EDS 元素分析仪分别对 C、 N、 O 和Ca、 K、Fe 等元素测定;

生物质炭比表面积和孔隙度/孔 径分别采用 BET 单点法用 004A 型BET 氮吸附比表 仪进行测定和全自动快速中孔/微孔分析仪(ASAP2020,天津港东科技股份有限公司)进行测定;

腐殖酸浓度采用紫外可见分光光度计进行测定. 1.5 数据分析 按下列公式计算吸附量、解吸量和解吸率: 吸附量(mg/g) = (初始浓度C平衡浓度)*溶液体 积/称样质量 解吸量(mg/g) = 解吸液浓度*解吸液体积/称样 质量 解吸率(%) = 解吸量/吸附量*100% 数据经 Excel

2010 整理,用SPSS19.0 软件进行 统计分析.

2 结果与分析 2.1 牛粪生物质炭结构表征 2.1.1 扫描电镜和元素含量分析 本试验设定的

600 ℃热解温度条件下烧制成牛粪生物质炭,生物质 炭材料吸附腐殖酸与其本身的结构和元素组成相关, 为此本试验对牛粪生物质炭进行 SEM 元素分析及 EDS 元素组成分析, 并和牛粪进行了对比分析(表1). 从表

1 可以看出, 牛粪生物质炭和牛粪的几种元素进 行对比,牛粪生物质炭中 Fe 比牛粪增加了 7.28%, 可促进腐殖酸在土壤中吸附,减少其流失.牛粪生物 质炭中的盐基离子 Ca2+ 和K+ 分别比牛粪增加了 10.77% 和96.35%, 这些盐基离子的增加有助于改善 土壤肥力[16] . 从图